專利名稱：一種基于視頻內容特征的流媒體視頻質量評估方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種流媒體視頻質量評估方法，特別涉及一種基于視頻內容特征的流媒體視頻質量評估方法。
背景技術：
以互聯(lián)網(wǎng)絡協(xié)議(IP)為代表的分組網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展，使得分組網(wǎng)絡具有高帶寬、接入方便、費用低等優(yōu)點，其提供的應用不簡單地局限于網(wǎng)頁瀏覽、電子郵件、搜索引擎等信息工具類應用，而是擴展到IPTV等流媒體服務。然而，流媒體視頻業(yè)務具有高寬帶、 實時性要求高，對分組丟失、亂序、傳輸延遲、時延抖動等網(wǎng)絡損傷非常敏感的特性；而且， 作為分組網(wǎng)絡核心協(xié)議的傳統(tǒng)IP協(xié)議只有一種服務類型，即盡力而為(best effort)的服務模型，它不提供任何服務質量保證，只是盡網(wǎng)絡的最大能力傳送分組，分組丟失、傳輸延遲及時延抖動是不可避免的，這就意味了在分組網(wǎng)絡中潛在著損傷流媒體服務中視頻質量的可能性。網(wǎng)絡服務提供商希望擁有在線性能監(jiān)控工具能對網(wǎng)絡視頻服務中的視頻質量進行實時監(jiān)控。因此要實現(xiàn)分組網(wǎng)絡中視頻服務的良好發(fā)展與運營，就有必要建立有效的網(wǎng)絡視頻質量評估方法，在系統(tǒng)運營前分析數(shù)字視頻采用哪種編/解碼算法、格式及參數(shù)，又可在系統(tǒng)運行時對網(wǎng)絡視頻質量進行監(jiān)控，真實反映用戶享受到的視頻質量體驗，以便對突發(fā)情況及時做出決策。目前網(wǎng)絡視頻質量評估方面比較常用的網(wǎng)絡視頻質量評價指標有MDI與基于 MPQM模型的指標。MDI是被RFC采納的提供一個判斷流媒體傳輸質量的指標。它提供了兩個參數(shù)延遲因子(DF)與媒體丟包率(MLR)。其中，DF用于指示在某一檢測點解碼器需要多少緩存來避免由于網(wǎng)絡抖動產生的封包丟失，MLR是指一秒內媒體封包丟失數(shù)量。MDI只是試圖基于丟包與抖動情況這兩個網(wǎng)絡性能記錄來反映網(wǎng)絡視頻質量，而不考慮網(wǎng)絡視頻流的視頻內容，但是對數(shù)字視頻壓縮算法而言，屬于不同幀類型的包的丟失對網(wǎng)絡視頻質量的影響效果是不同的，所以它對網(wǎng)絡視頻質量評估存在較大的偏差。而且MDI沒有提供量化的評分來評估網(wǎng)絡視頻質量。MPQM模型基于人類視覺系統(tǒng)來評價網(wǎng)絡視頻質量，它采用了一個三維濾波器組來模擬HVS的多通道特性，但是由于引入了頻率分解，需要對每個視頻包的視頻內容進行解析，因此算法復雜，運算量過大，計算時間長，而且通過MPQM模型得出的視頻質量不能反映出網(wǎng)絡視頻質量的劣化是視頻壓縮造成的還是網(wǎng)絡損傷而造成的，因此不利于網(wǎng)絡服務提供商或運營商來評價網(wǎng)絡視頻質量。因此，急需要為網(wǎng)絡服務提供商或運營商提供一種評價網(wǎng)絡視頻質量的方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于視頻內容特征的流媒體視頻質量評估方法，以 實現(xiàn)對實時傳輸?shù)牧髅襟w的視頻質量的實時、精確評估。為了達到上述目的及其他目的，本發(fā)明提供的基于視頻內容特征的流媒體視頻質量評估方法，包括步驟1)根據(jù)待進行評估的流媒體中的MPEG TS包中節(jié)目識別號PID =O的節(jié)目關聯(lián)表以及節(jié)目映射表得到相應視頻的PID ；2)在所述流媒體中提取具有相同視頻PID且有連續(xù)的連續(xù)計數(shù)器字段的MPEG TS包進行分析，以得到所述視頻的視頻圖像組結構，并分析在預設的采樣時間段內所提取出的MPEG TS包的連續(xù)計數(shù)器字段中是否存在中斷；3)如果存在中斷，則根據(jù)所在中斷的位置和所得到的視頻圖像組結構確定受到影響的幀的數(shù)目；4)根據(jù)所確定的受到影響的幀的數(shù)目、及國際電信聯(lián)盟遠程通信標準化組建議標準P. 910 (ITU-TRecommendation P. 910)的公式計算視頻內容時間變化度TI與空間復雜度SI ；以及5)根據(jù)所計算出的視頻內容時間變化度TI與空間復雜度SI進一步計算出視頻質量評分，以便獲得待評估的流媒體的視頻質量，其中，計算視頻質量評分的方法為當O彡TI彡40且O彡SI彡125時，
權利要求
1.一種基于視頻內容特征的流媒體視頻質量評估方法，其特征在于包括步驟1)根據(jù)待進行評估的流媒體中的MPEGTS包中節(jié)目識別號PID = O的節(jié)目關聯(lián)表以及節(jié)目映射表得到相應視頻的PID ；2)在所述流媒體中提取具有相同視頻PID且有連續(xù)的連續(xù)計數(shù)器字段的MPEGTS包進行分析，以得到所述視頻的視頻圖像組結構，并分析在預設的采樣時間段內所提取出的 MPEG TS包的連續(xù)計數(shù)器字段中是否存在中斷；3)如果存在中斷，則根據(jù)所在中斷的位置和所得到的視頻圖像組結構確定受到影響的幀的數(shù)目；4)根據(jù)所確定的受到影響的幀的數(shù)目、及國際電信聯(lián)盟遠程通信標準化組建議標準 P. 910的公式計算視頻內容時間變化度TI與空間復雜度SI ；5)根據(jù)所計算出的視頻內容時間變化度TI與空間復雜度SI進一步計算出視頻質量評分，以便獲得待評估的流媒體的視頻質量，其中，計算視頻質量評分的方法為當 0彡TI彡40且0彡SI彡125時， β = 2.683InFps +9.74/Fps -4.2552Α, 5<Fps <25 [0 = 0.402^<5 .當0彡TI彡40且125 < SI彡250時，{Q = 2.307 In Fps + 0.268 / Fps 一 IHX2 5 < Fps < 25|e = 0.213FpsOlFps <5 . 當 40 < TI 彡 80 且 125 < SI 彡 250 時， ρ = 3.194InFp5 +8.921/Fps -5.955Λ, 5<Fps <25{β = 0.194/;sOSFps <5 .ι當40 < TI彡80且0彡SI彡125時，[Q = 2.573 In Fps + 6.65 /Fps 一 4.0U4 5 < Fps < 25(e = 0.292FpsQ<Fps<5其中，F(xiàn)ps為除去受影響的幀后每秒所播放的幀數(shù)，Q為視頻質量評分，λ” λ2、λ3、及 λ 4為修正系數(shù)，由評估人員根據(jù)畫面的分辨率、清晰度以及源畫面質量情況預先設定。
2.如權利要求1所述的基于視頻內容特征的流媒體視頻質量評估方法，其特征在于 λ i的取值范圍為0. 95彡λ i彡1. 06、λ 2的取值范圍為0. 9彡λ 2彡1. 08、λ 3的取值范圍為0. 95彡A3^ 1. 03、λ 4的取值范圍為0. 88彡A4^ 1. 01。
3.如權利要求1所述的基于視頻內容特征的流媒體視頻質量評估方法，其特征在于 如果中斷處的MPEG TS包是I幀的包，則該幀以后的幀到下一個I幀開始之間的幀都被視為受影響的幀；如果中斷處的MPEG TS包是P幀的包，則該幀以及在它以后的屬于它所在視頻圖象組的幀到下一個I幀開始之間的幀都被視為受影響幀；如果中斷處的MPEG TS包是 B幀的包，僅把該幀視為受影響的幀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于視頻內容特征的流媒體視頻質量評估方法，其先根據(jù)待進行評估的流媒體中的MPEG TS包中PID＝0的節(jié)目關聯(lián)表以及節(jié)目映射表得到相應視頻的PID，然后在流媒體中提取具有相同視頻PID且有連續(xù)的連續(xù)計數(shù)器字段的MPEG TS包進行分析，以得到所述視頻的視頻圖像組結構，并分析在預設的采樣時間段內所提取出的MPEG TS包的連續(xù)計數(shù)器字段中是否存在中斷，如果存在中斷，則根據(jù)所在中斷的位置和所得到的視頻圖像組結構確定受到影響的幀的數(shù)目，再根據(jù)所確定的受到影響的幀的數(shù)目、及ITU-T RecommendationP.910的公式計算視頻內容時間變化度與空間復雜度，進而計算出視頻質量評分，由此實現(xiàn)實時視頻質量評估。
文檔編號H04N7/24GK102223565SQ20101014844
公開日2011年10月19日 申請日期2010年4月15日 優(yōu)先權日2010年4月15日
發(fā)明者盧劉明 申請人:上海未來寬帶技術及應用工程研究中心有限公司